(57)【要約】【課題】チップを高速でダメージを与えることなくピックアップして基板に実装することができるチップの実装装置およびチップの実装方法を提供することを目的とする。【解決手段】シートに貼り付けられたチップをピックアップヘッドによって取り出し、取り出されたチップを搭載機構によって基板に実装し、シートの下面に当接してチップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構を備えた構成のチップの実装装置において、ピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先だって、チップとシートとの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を搭載機構によるチップの基板への搭載動作と同時並行的に実行させる。これにより、チップを高速でダメージを与えることなくピックアップして、基板に効率よく実装することができる。【選択図】図１０
2007324157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップヘッドによってピックアップしてこのチップを基板に実装するチップの実装装置であって、
前記シートを保持するシート保持部と、前記ピックアップヘッドにノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ取出しノズルと、前記ピックアップヘッドによって取出されたチップを前記基板に搭載する搭載機構と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構と、前記剥離促進機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段と、前記剥離促進手段および位置合わせ手段を制御することにより、前記ピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先だって、前記チップと前記シートとの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行させる剥離動作制御手段とを備えたことを特徴とするチップの実装装置。
【請求項２】
前記剥離動作制御手段は、前記ピックアップヘッドによって取出された前記チップを前記基板に搭載する部品搭載動作と前記予備剥離動作とを同時並行的に実行させることを特徴とする請求項１記載のチップの実装装置。
【請求項３】
前記剥離促進機構は、前記シートの下面に当接してこのシートを下受け支持する当接支持面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記当接支持面において前記チップを下受けするチップ下受け範囲の外側に設けられ前記シートを下面側から吸着保持する吸着孔と、前記当接支持面において前記チップ下受け範囲内に設けられ前記シートの下面に当接してこのシートを押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部とを有し、
前記取出しノズルの下降状態において、前記押上部は押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接し、前記チップを吸着保持した取出しノズルを上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、前記押上部が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながら前記シートの下面を押し上げることにより、前記シートと前記チップとをチップ外縁側から剥離させることを特徴とする請求項２記載のチップの実装装置。
【請求項４】
前記剥離動作制御手段は、前記押上部を前記シートの下面に当接させてさらにこのシートを所定量だけ押し上げる突き上げ動作と、少なくともいずれかのチップコーナ点およびまたはチップ中心点を含む予備剥離移動軌跡に沿って前記押上部を前記シートに対して相対的に水平移動させる水平移動動作とを組み合わせて構成される予備剥離動作を、各チップ毎に実行させることを特徴とする請求項３記載のチップの実装装置。
【請求項５】
前記剥離動作制御手段は、前記押上部を前記シートの下面に当接させてさらにこのシートを所定量だけ押し上げる突き上げ動作と、各チップの少なくともいずれかのチップコーナ点を含む予備剥離移動軌跡に沿って前記剥離促進機構を前記シート保持部に対して相対的に水平移動させる水平移動動作とを組み合わせて構成される予備剥離動作を、複数のチップを対象として連続して実行させることを特徴とする請求項３記載のチップの実装装置。
【請求項６】
板状のチップが貼り付けられたシートを保持するシート保持部と、前記ピックアップヘッドにノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ取出しノズルと、前記ピックアップヘッドによって取出されたチップを前記基板に搭載する搭載機構と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構と、前記剥離促進機構を前記シート
に貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段とを備えたチップの実装装置によって、前記シートから前記チップをピックアップして基板に実装するチップの実装方法であって、
前記ピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先だって、剥離促進機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせして、前記チップと前記シートとの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行することを特徴とするチップの実装方法。
【請求項７】
前記ピックアップヘッドによって前記チップを前記基板に搭載する部品搭載動作と前記予備剥離動作とを同時並行的に実行することを特徴とする請求項６記載のチップの実装方法。
【請求項８】
前記剥離促進機構は、前記シートの下面に当接してこのシートを下受け支持する当接支持面が設けられ前記シート保持部に対して相対的に昇降する昇降部と、前記当接支持面において前記チップを下受けするチップ下受け範囲の外側に設けられ前記シートを下面側から吸着保持する吸着孔と、前記当接支持面において前記チップ下受け範囲内に設けられ前記シートの下面に当接してこのシートを押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部とを有し、
前記取出しノズルの下降状態において、前記押上部を押上面を前記シートの下面に平面状に倣わせて当接させ、
前記チップを吸着保持した取出しノズルを上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、前記押上部が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながら前記シートの下面を押し上げることにより、前記シートとチップとをチップ外縁側から剥離させ、
次いで前記シートから剥離したチップを前記取出しノズルによって取り出して前記基板に実装することを特徴とする請求項６記載のチップの実装方法。
【請求項９】
前記押上部を前記シートの下面に当接させてさらにこのシートを所定量だけ押し上げる突き上げ動作と、少なくともいずれかのチップコーナ点およびまたはチップ中心点を含む予備剥離移動軌跡に沿って前記押上部を前記シートに対して相対的に水平移動させる水平移動動作とを組み合わせた予備剥離動作を、各チップ毎に実行することを特徴とする請求項８記載のチップの実装方法。
【請求項１０】
前記押上部を前記シートの下面に当接させてさらにこのシートを所定量だけ押し上げる突き上げ動作と、各チップの少なくともいずれかのチップコーナ点を含む予備剥離移動軌跡に沿って前記押上部を前記シートに対して相対的に水平移動させる水平移動動作とを組み合わせて構成される予備剥離動作を、複数のチップを対象として連続して実行することを特徴とする請求項８記載のチップの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハから切り出されシートに貼り付けられた状態のチップをピックアップヘッドによってピックアップして基板に実装するチップの実装装置およびチップの実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、半導体チップは多数の個片チップより成るウェハから切り出される。この個片チップの切り出しは、粘着性のシートにウェハを貼り付けた状態で行われ、切り出された個片チップはシートから剥ぎ取られてピックアップされ、リードフレームなどの基板に実装される（例えば特許文献１参照）。この部品実装におけるチップのピックアップ作業は、シートを下面側から吸着した状態で、シートの下面側からチップをエジェクタによって突き上げることによりシートから剥離させながら、チップをピックアップヘッドによって吸着保持して取り出すようにしている。
【特許文献１】特許第２６７９２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近の電子部品の小型化に伴ってチップは薄型化する傾向にあり、１００μｍ以下の極薄のチップが実用化されるようになっている。しかしながら、このように薄型化したチップは低剛性で撓みやすく極めて破損しやすいことから取り扱いが難しい。このためピックアップ動作の高速高能率化が難しく、また上述のウェハから個片のチップを取り出すピックアップ作業において、チップの割れや欠けなどのダメージを生じる場合があった。
【０００４】
そこで本発明は、チップを高速でダメージを与えることなくピックアップして基板に実装することができるチップの実装装置およびチップの実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のチップの実装装置は、シートに貼り付けられた板状のチップをピックアップヘッドによってピックアップしてこのチップを基板に実装するチップの実装装置であって、前記シートを保持するシート保持部と、前記ピックアップヘッドにノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ取出しノズルと、前記ピックアップヘッドによって取出されたチップを前記基板に搭載する搭載機構と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構と、前記剥離促進機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段と、前記剥離促進手段および位置合わせ手段を制御することにより、前記ピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先だって、前記チップと前記シートとの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行させる剥離動作制御手段とを備えた。
【０００６】
本発明のチップの実装方法は、板状のチップが貼り付けられたシートを保持するシート保持部と、前記ピックアップヘッドにノズル昇降機構によって昇降自在に設けられ、前記チップの上面に当接してこのチップを吸着保持するとともに平坦な状態に保つ取出しノズルと、前記ピックアップヘッドによって取出されたチップを前記基板に搭載する搭載機構と、前記シート保持部の下方にこのシート保持部に対して相対的に昇降自在に配設され、前記シートの下面に当接して前記チップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構と、
前記剥離促進機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段とを備えたチップの実装装置によって、前記シートから前記チップをピックアップして基板に実装するチップの実装方法であって、前記ピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先だって、剥離促進機構を前記シートに貼り付けられたチップに対して相対的に位置合わせして、前記チップと前記シートとの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シートの下面に当接してチップとシートとの剥離を促進させる剥離促進機構を備えた構成のチップの実装装置において、ピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先だって、チップとシートとの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行させることにより、チップを高速でダメージを与えることなくピックアップして基板に効率よく実装することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のチップの実装装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１のチップの実装装置における取り出しノズルの部分断面図、図３は本発明の実施の形態１のチップの実装装置における剥離促進機構の斜視図、図４は本発明の実施の形態１のチップの実装装置における剥離促進機構の部分断面図、図５は本発明の実施の形態１のチップの実装装置における剥離促進機構の平面図、図６、図７は本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップのピックアップ動作の動作説明図、図８，図９は本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図、図１０は本発明の実施の形態１のチップの実装方法における搭載動作と予備剥離動作の動作タイミングの説明図、図１１は本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図である。
【０００９】
まず図１を参照してチップの実装装置の構成について説明する。このチップの実装装置は、ダイシングによって個片に分割されシートに貼り付けられた板状の半導体チップを、ピックアップヘッドによってピックアップして基板に実装する機能を有するものである。ピックアップに際しては、真空吸引用の開口部を有する取出しノズルでこの半導体チップを吸着保持してシートから取り出す。
【００１０】
図１においてチップ供給部１は、ＸＹテーブル２に立設されたブラケット３上に保持テーブル４を結合して構成されている。保持テーブル４には複数の半導体チップ６（以下、単に「チップ６」と略記する）が貼り付けられたシート５が保持されている。保持テーブル４はシート５を保持するシート保持部となっている。ここで、チップ６は薄化加工された薄型チップであり、剛性が小さく撓みやすい特性を有している。
【００１１】
保持テーブル４の下方には剥離促進機構７（チップ剥離装置）が配設されている。剥離促進機構７は、以下に説明するピックアップヘッド８によるチップ６のピックアップ動作において、シート５の下面に当接してチップ６とシート５との剥離を促進させる機能を有している。ＸＹテーブル２を駆動することにより、ピックアップ対象のチップ６は剥離促進機構７に対して位置合わせされる。したがって、ＸＹテーブル２は、剥離促進機構７をシート５に貼り付けられたチップ６に対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段となっている。
【００１２】
チップ供給部１の上方には、移動テーブル９に装着されたピックアップヘッド８が水平動自在に配設されている。ピックアップヘッド８の下部には、取出しノズル２０が装着されており、取出しノズル２０はピックアップヘッド８に内蔵されたノズル昇降機構によっ
て昇降自在となっている。
【００１３】
図２に示すように、取出しノズル２０には真空吸引用の開口部２０ａが設けられており、開口部２０ａの下面には吸着板２３が装着されている。吸着板２３は焼結体などの多孔質材より製作されており、真空吸引源２０ｂを駆動して開口部２０ａから真空吸引することにより、吸着板２３の下面の保持面２３ｂにチップ６の全範囲を均等に吸着して保持することができるようになっている。吸着板２３の外周側面には、樹脂膜など気密性を有するシール膜２３ａが設けられており、真空吸着時の吸着性能を確保するようにしている。
【００１４】
保持面２３ｂは平坦面に加工されており、薄くて撓みやすいチップ６を対象とする場合にあっても、チップ６も全範囲を真空吸着によって保持面２３ｂに密着させて保持することにより、チップ６を平坦な状態に保つことができる。すなわち、取出しノズル２０はノズル昇降機構によって保持テーブル４に対して相対的に昇降し、吸着板２３の下面にはチップ６の上面に当接してこのチップ６を吸着保持するとともに平坦な状態に保つ保持面２３ｂが設けられている。
【００１５】
シート５から剥離されたチップ６は、取出しノズル２０によって真空吸着によりピックアップされる。ピックアップされたチップ６は、移動テーブル９によってピックアップヘッド８が移動することにより、取出しノズル２０とともに基板保持テーブル１０の上方に移動する。そしてここで取出しノズル２０を昇降させることにより、チップ６は基板保持テーブル１０に保持された基板１１上に搭載される。すなわち、本実施の形態においては、ピックアップヘッド８および移動テーブル９は、取出されたチップ６を基板に搭載する搭載機構を兼ねた形態となっている。
【００１６】
なお、本実施の形態においては、単一のピックアップヘッド８によってチップ６の取り出しと基板への搭載を行う構成例を示しているが、ピックアップヘッド８をチップ６の取り出し専用とし、基板へのチップの搭載を行うピックアップヘッドをピックアップヘッド８と別個に備えるようにしてもよい。この場合には、ピックアップヘッド８によって取り出されたチップ６は、基板への移送途中においてピックアップヘッドに受け渡される。
【００１７】
保持テーブル４の上方には、カメラ１３を備えた撮像部１２が配設されている。撮像部１２はシート５上のチップ６を上方から撮像し、撮像結果を画像認識部１４に対して出力する。画像認識部１４はこの撮像結果を認識処理することにより、チップ６の位置を検出する。演算部１５はＣＰＵであり、記憶部１６に記憶された制御プログラムを実行することにより各種動作処理や演算を行うことにより、以下に説明する各部を制御する。記憶部１６は各部の動作に必要なプログラムや認識対象のチップ６のサイズや、シート５上での配列データなどの各種データを記憶する。これらのプログラムおよびデータには、以下に説明する剥離促進機構７によって実行される予備剥離動作のための動作プログラムや制御データが含まれる。
【００１８】
機構制御部１７は、ピックアップヘッド８およびピックアップヘッド８を移動させる移動テーブル９、剥離促進機構７、ＸＹテーブル２を制御する。ＸＹテーブル２，保持テーブル４，移動テーブル９、演算部１５および機構制御部１７は、位置検出手段によるチップ６の位置検出結果に基づいてピックアップ対象のチップを、取出しノズル２０の開口部２０ａに対して相対的に位置決めする位置決め手段となっている。表示部１８は撮像されたチップ６の画像や操作・入力時の画面を表示する。操作・入力部１９はキーボードなどの入力装置であり、操作入力やデータ入力を行う。
【００１９】
次に図３、図４を参照して、剥離促進機構７の構成について説明する。図３に示すように剥離促進機構７は、機構本体部７ａ，機構本体部７ａに昇降自在に保持された支持軸部
２１および剥離ツール２２より構成される。剥離ツール２２は対象となるチップ６の形状・サイズに応じて別体で準備され、支持軸部２１の上面に交換自在に装着される。
【００２０】
機構本体部７ａ内にはツール昇降機構（図示省略）が内蔵されており、ツール昇降機構を駆動することにより、剥離ツール２２は保持テーブル４に保持されたシート５に対して相対的に昇降する。剥離ツール２２の上面はシート剥離動作においてシート５の下面に当接してシート５を下受け支持する当接支持面２２ａとなっている。したがって、剥離ツール２２は、シート５の下面に当接してこのシート５を下受け支持する当接支持面が設けられ保持テーブル４に対して相対的に昇降する昇降部となっている。
【００２１】
当接支持面２２ａには、同心配置で複数の吸着孔２２ｂが設けられており、これらの吸着孔２２ｂによって囲まれた位置に設けられた正方形状の装着凹部２２ｃには、ゴムなどの可撓性の弾性体を、上に凸形の曲面を有する形状（本実施の形態においては球体）に成形したシート押上部材２４が装着されている。図４、図５に示すように吸着孔２２ｂは、当接支持面２２ａがシート５の下面に当接しピックアップ対象となるチップ６に位置合わせされた状態においてチップ６に相当する範囲、すなわちチップ下受け範囲の外側に位置するように配置されている。
【００２２】
図４に示すように、これらの吸着孔２２ｂは剥離ツール２２の内部に設けられた円周溝形状の吸引空間２２ｄから当接支持面２２ａまで貫通して設けられており、さらに吸引空間２２ｄは支持軸部２１の内部を介して真空吸引源２５と連通している。当接支持面２２ａをシート５の下面に当接させた状態で、真空吸引源２５を駆動することにより吸着孔２２ｂから真空吸引し、これによりシート５は当接支持面２２ａに吸着保持される。
【００２３】
吸着孔２２ｂの内側には、装着孔部２２ｃが上下方向に貫通して設けられている。装着孔部２２ｃ内には、シート押上軸２６が上下方向に挿通しており、シート押上軸２６の上端部にはシート押上部材２４が装着されている。当接支持面２２ａにおいて、シート押上部材２４はチップ下受け範囲内の中央に位置するように配置されている。シート押上軸２６は昇降駆動機構２７によって昇降自在となっており、定常状態においてはシート押上部材２４は当接支持面２２ａよりも下方の位置にある。そして昇降駆動機構２７によってシート押上部材２４を上昇させると、シート押上部材２４の上部は当接支持面２２ａから突出した状態となる。これにより、シート押上部材２４は以下に説明するように、取出しノズル２０によってチップ６を取り出すチップ取り出し動作において、シート５の下面に当接してこのシート５を押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部として機能する。
【００２４】
すなわち剥離ツール２２をシート５に対して相対的に上昇させ当接支持面２２ａによってシート５の下面を吸着保持し、チップ６を取出しノズル２０によって平面状態に保持した状態で、昇降駆動機構２７によってシート押上部材２４を上昇させると、シート押上部材２４の上面側、すなわちシート５がない状態では当接支持面２２ａから上方に突出すべき部分は、シート５によって押圧されて変形する。そしてさらにシート押上部材２４をシート５に対して押し付けた状態においては、シート押上部材２４は上面をシート５の下面に平面状に倣わせて上部が平坦となった状態で当接する。
【００２５】
次いでチップ６を保持した取出しノズル２０を上昇させると、以下のようにシート５とチップ６との剥離が行われる。チップ６が取出しノズル２０とともに上昇すると、当接支持面２２ａに吸着保持されたシート５に対してチップ６を剥離させる力が作用する。このとき、シート５の下面には圧縮変形状態のシート押上部材２４が当接していることから、取出しノズル２０の上昇に伴ってシート押上部材２４は元の形状（上に凸形の曲面状（ここでは球面状））に復帰するように変形し、これにより、シート５はシート押上部材２４の上面によって押し上げられる。すなわちシート押上部材２４の上面は、シート５を押し
上げる押上面として機能する。
【００２６】
このとき、押上面は上に凸形の曲面状となっていることから、チップ６の外縁部近傍ではシート押上部材２４の上面は押上面として機能せず、したがってチップ６の外縁部においてはチップ６の上昇に伴ってシート５との剥離が進行する。これに対し、チップ６の中央部分においては、シート押上部材２４の押上面はチップ６の上昇に伴ってシート５を押上げ、これによりシート５はチップ６との密着状態を保つ。そしてチップ６がシート押上部材２４の突出代より高い位置まで上昇すると、もはやシート押上部材２４はシート５を押し上げる作用を失い、これにより、シート５はチップ６と最終的に完全剥離する。このシート押上部材２４による剥離促進においては、チップ６とシート５との剥離は必ずチップ６の外縁側から進行するようになっている。
【００２７】
すなわち上述構成において、取出しノズル２０が剥離ツール２２に対して相対的に下降した状態において、シート押上部材２４は押上面をシート５の下面に平面状に倣わせて当接する。そしてチップ６を吸着保持した取出しノズル２０を上昇させてチップを取り出すチップ取出し動作において、シート押上部材２４が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながらシート５の下面を押し上げることにより、シート５とチップ６とをチップ外縁側から剥離させる。
【００２８】
次に図６，図７を参照して、このチップの実装装置におけるチップのピックアップ動作について説明する。図６（ａ）において、剥離ツール２２の上方には、当該ピックアップ動作においてピックアップ対象となるチップ６が、シート５に貼り付けられた状態で位置している。次いで、図６（ｂ）に示すように、剥離ツール２２を上昇させて当接支持面２２ａをシート５の下面に当接させるとともに、吸着孔２２ｂから真空吸引することにより、シート５を当接支持面２２ａによって吸着保持する。
【００２９】
次いで、図６（ｃ）に示すように、取出しノズル２０を下降させて吸着板２３をチップ６の上面に当接させるとともに、開口部２０ａから真空吸引してチップ６を吸着板２３によって保持する。これにより、チップ６は吸着板２３の下面の保持面２３ｂによって平坦な状態に保持される。次いで図７（ａ）に示すように、昇降駆動機構２７を駆動してシート押上軸２６を上昇させ、チップ６が平坦な状態に保たれたまま、シート５の下面にシート押上部材２４を押し付ける。これにより、シート押上部材２４は球体から変形し、上面がシート５の下面に倣って平坦な状態となる。
【００３０】
この後、取出しノズル２０を上昇させてチップ６をシート５から剥離させて取り出すチップ取出し動作が開始される。すなわち図７（ａ）に示すように、取出しノズル２０をわずかに上昇させた状態では、上に凸の球面状の押上面を有するシート押上部材２４が元の形状への復帰を開始することにより、シート５はチップ６の外縁側を除く大部分の範囲においてシート押上部材２４によって押し上げられてチップ６と密着した状態を保ち、外縁側のみにおいてチップ６とシート５との剥離が開始される。
【００３１】
この後取出しノズル２０がさらに上昇すると、チップ６の上昇につれてチップ６とシート５との剥離がチップ６の外縁側から進行し、図７（ｂ）に示すように、シート５はシート押上部材２４の押上面の頂部によって押し上げられた部分のみがチップ６の下面に密着した状態となる。そしてこの後、図７（ｃ）に示すように、取出しノズル２０がさらに上昇すると、保持されたチップ６はシート５から完全に剥離して分離し、チップ６の取り出しが完了する。
【００３２】
すなわち、上述のチップのピックアップ方法においては、取出しノズル２０の下降状態において、シート押上部材２４の押上面をシート５の下面に平面状に倣わせて当接させる
。そしてチップ６を吸着保持した取出しノズル２０を上昇させてチップ６を取り出すチップ取出し動作において、シート押上部材２４が押上面を上に凸形の曲面状に変形させながらシート５の下面を押し上げることにより、シート５とチップ６とをチップ外縁側から剥離させ、次いでシート５から剥離したチップ６を取出しノズル２０によって取り出すようにしている。これにより、薄型のチップや脆性材料で製作されて剛性が低く破損しやすい種類のチップを対象とする場合にあっても、ピックアップ動作を高速でダメージを与えることなく行うことができる。
【００３３】
次に、上述のピックアップヘッドによるチップのピックアップ動作に先立って実行される予備剥離動作について、図８，図９を参照して説明する。この予備剥離動作は、シート押上部材２４によってシート５を下面側から突き上げることにより、シート５とチップ６との剥離を部分的に生じさせた状態で、シート押上部材２４をシート５に対して所定の移動軌跡で水平移動させるものである。これにより、シート５とチップ６との密着度を予め低下させ、ピックアップヘッド８によってシート５からチップ６を取り出すに際し、チップ６とシート５との剥離を容易にすることを目的としている。
【００３４】
まず図８を参照して、この予備剥離動作において剥離促進機構７をシート５に対して水平移動させる際の移動軌跡、すなわち予備剥離移動軌跡の例について説明する。図８（ａ）は、この予備剥離移動軌跡においてシート５の下面側でシート押上部材２４が通過すべき位置を示している。まずＡは、シート５に貼着されたチップ６の中心を示すチップ中心点であり、図８（ｂ）に示すように、シート５に格子配列で貼着された複数のチップ６１，６２，６３・・・について、それぞれチップ中心点Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・が設定される。
【００３５】
そしてＢは、これらのチップ６の４隅の位置を示すチップコーナ点であり、１つのチップ６について４つのチップコーナ点Ｂが定義される。このときチップコーナ点Ｂは、それぞれのチップ６を分割する分割線Ｌの交差位置に設定され、隅部を接する位置にある４つのチップ６について、共通に設定される。なおチップ中心点Ａ、チップコーナ点Ｂはいずれも厳密な幾何学的な意味での点ではなく、ある大きさを持った範囲としての意味を有するものであり、予備剥離のための移動においてはこの範囲内のいずれかの位置を通過するように移動軌跡が詳細設定される。
【００３６】
次に図８（ｂ）および図９を参照して、予備剥離移動軌跡および予備剥離動作の詳細について説明する。ここで、縦線で示すＶ１，Ｖ２・・および横線で示すＨ１，Ｈ２・・は、図８（ａ）に示す分割線Ｌを示している。まず、図８（ｂ）においてチップ６１は、シート５において最初にピックアップ対象となるチップを示しており、図６，図７に示すピックアップ動作は、まずこのチップ６１を対象として実行され、これに先立ってチップ６１を対象とした予備剥離動作が実行される。
【００３７】
予備剥離動作が開始されると、まずチップコーナ点Ｂ１に対して剥離促進機構７を移動させ、図９（ａ）に示すように、剥離ツール２２を分割線Ｌの下方（ここでは縦方向分割線Ｖ１と横方向分割線Ｈ１の交点）に位置させる。このときシート押上部材２４は下降した状態にある。次いで図９（ｂ）に示すように剥離ツール２２を上昇させて当接支持面２２ａをシート５の下面に当接させた状態で、吸着孔２２ｂから真空吸引して、シート５を当接支持面２２ａによって吸着保持する。そしてこの状態で、図９（ｃ）に示すように、シート押上軸２６を上昇させてシート押上部材２４によってシート５を予め設定された所定量Δｈ１だけ突き上げる。
【００３８】
これにより、シート５はシート押上部材２４の上面の曲面形状に沿って屈曲し、この屈曲によりチップ６にはチップ外縁部６ａとシート５との貼着界面を口開きさせるような力
が作用する。そしてこの作用により、図中の拡大図に示すように、チップ外縁部６ａが部分的にシート５から剥離する。なお突き上げの所定量Δｈ１は、対象となるシート５およびチップ６の組み合わせ毎に、実際に剥離試行を行った結果から適正値を求める。
【００３９】
この後、シート押上部材２４によってシート５を突き上げた状態でＸＹテーブル２によって剥離促進機構７を水平移動させ、横方向分割線Ｈ１に沿ってチップコーナ点Ｂ２まで移動させ、次いで縦方向分割線Ｖ２に沿ってチップコーナ点Ｂ３、さらに横方向分割線Ｈ２に沿ってチップコーナ点Ｂ４まで移動させる。そしてこの後、縦方向分割線Ｖ１に沿ってチップコーナ点Ｂ１の方向に移動させる途中で、剥離促進機構７の移動方向をチップ６の内側へ転換し、チップ中心点Ａ１に到達させる。すなわち、予備剥離動作の対象となるチップ６１の外縁を略１周した後、このチップ６１のチップ中心点Ａ１まで移動させる。なお、剥離促進機構７をシート５に対して水平移動させる際には、吸着孔２２ｂによるシート５の真空吸着を解除した状態で行ってもよいし、真空吸着状態を保持したままシート５に対して当接支持面２２ａをスライドさせるように水平移動させてもよい。
【００４０】
これにより、このチップ６の全周の外縁部に図９（ｃ）に示すような作用がおよび、シート押上部材２４がチップ中心点に位置した状態では、図９（ｄ）に示すように、チップ６の全周が外縁部から中心に向かって途中まで剥離した状態となる。そしてこの後シート押上部材２４を下降させることにより、図６（ｂ）に示す状態となり、外縁部が部分的に剥離してシート５からの剥離が容易となったチップ６を対象として、ピックアップヘッド８によるピックアップ動作が実行される。このピックアップ動作の後、図１０に示すように、チップ６１を取り出したピックアップヘッド８が基板保持部としての基板テーブル１０へ移動して基板１１へのチップ６１の搭載動作を実行する。そしてこの基板への搭載動作と並行して、剥離促進機構７は次のチップ６２を対象とした予備剥離動作を同時並行的に実行する。
【００４１】
すなわち、図８（ｂ）において、剥離促進機構７はチップ中心点Ａ１から縦方向分割線Ｖ２に沿ってチップコーナ点Ｂ５に至り、さらに横方向分割線Ｈ３に沿ってチップコーナ点Ｂ６まで移動し、次いで縦方向分割線Ｖ１に沿ってチップコーナ点Ｂ４の方向に移動する途中で、同様に剥離促進機構７の移動方向をチップ６の内側へ転換し、チップ中心点Ａ２に到達させる。そして後続のチップ６３についても同様の予備剥離動作が実行される。
【００４２】
なお格子配列のチップ６を対象として予備剥離動作を反復実行する際には、既に剥離促進機構７が移動した範囲については予備剥離動作を省略することができる。例えば、チップ６１，６２，６３の側方に隣接するチップ６４，６５，６６を対象とする場合には、まず剥離促進機構７はチップコーナ点Ｂ２を起点として、横方向分割線Ｈ１に沿ってチップコーナ点Ｂ９に至り、さらに縦方向分割線Ｖ３に沿ってチップコーナ点Ｂ１０まで移動する。次いで横方向分割線Ｈ２に沿ってチップコーナ点Ｂ３の方向に移動させる途中で、同様に剥離促進機構７の移動方向をチップ６４の内側へ転換し、チップ中心点Ａ４に到達させる。そしてチップ６５，６６についても同様の移動軌跡により予備剥離動作が実行される。すなわち隣接するチップ６１，６２，６３が既に取り出されている場合には、これらのチップと共有する分割線については、予備剥離のための移動軌跡から削除することができる。
【００４３】
上述の予備剥離移動軌跡は一例を示すものであり、所期の予備剥離効果の程度に応じて様々なパターンの移動軌跡を設定可能である。例えば、チップコーナ点については、適宜間引いた形の軌跡パターンを採用してもよく、またチップ中心点については、図６，図７に示すピックアップ動作にて必ず突き上げの対象となることから、予備剥離動作における移動軌跡から除外してもよい。換言すれば、押上部をシートの下面に当接させてさらにこのシートを所定量だけ押し上げる突き上げ動作と、少なくともいずれかのチップコーナ点
およびまたはチップ中心点を含む予備剥離移動軌跡に沿って押上部をシート５に対して相対的に水平移動させる水平移動動作とを組み合わせて構成される予備剥離動作を、各チップ毎に実行させるようにすればよい。
【００４４】
上述の予備剥離動作は、演算部１５によって、剥離促進機構７と、剥離促進機構７をチップ６に対して相対的に位置合わせする位置合わせ手段であるＸＹテーブル２を制御することにより実行される。すなわち、演算部１５は、剥離促進手段および位置合わせ手段を制御することにより、ピックアップヘッド８によるピックアップ動作に先だって、チップ６とシート５との剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行させる剥離動作制御手段となっている。そしてこの剥離動作制御手段は、図１０に示すように、ピックアップヘッド９によって取出されたチップ６を基板１１に搭載する部品搭載動作と予備剥離動作とを同時並行的に実行させるようにしている。
【００４５】
なお上述例では、予備剥離動作を各チップ毎に実行する例を示しているが、シート５に貼着された状態の複数のチップ６を対象として、一括して予備剥離動作を実行するようにしてもよい。この場合には、予備剥離移動軌跡はチップコーナ点のみを含んで設定される。すなわち、図１１に示すように、縦方向分割線Ｖ１、Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４・・、横方向分割線Ｈ１、Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４・・に沿って予備剥離移動軌跡を設定し、シート押上部材２４によってシート５を突き上げた状態で、シート押上部材２４をシート５に対して直線状に反復移動させる。これにより、格子配列でシート５に貼着されたチップ６の各辺の外縁部が下方から突き上げられ、これにより図９（ｃ）に示すように、チップ６のチップ外縁部６ａをシート５との貼着界面から剥離させるように作用する。
【００４６】
すなわちこの例においては、剥離動作制御手段は、シート押上部材２４をシート５の下面に当接させてさらにこのシート５を所定量だけ押し上げる突き上げ動作と、各チップの少なくともいずれかのチップコーナ点を含む予備剥離移動軌跡に沿ってシート押上部材２４をシート５に対して相対的に水平移動させる水平移動動作とを組み合わせて構成される予備剥離動作を、複数のチップを対象として連続して実行させるようにＸＹテーブル２と剥離促進機構７とを制御するようにしている。このように予備剥離動作を複数のチップを対象として一括して実行することにより、個々のチップ毎に予備剥離動作を実行する場合と比較して、動作効率を向上させることが可能となる。
【００４７】
（実施の形態２）
図１２は本発明の実施の形態２のチップの実装装置における剥離促進機構の部分断面図、図１３、図１４は本発明の実施の形態２のチップの実装方法におけるピックアップ動作の動作説明図、図１５は本発明の実施の形態２のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図である。
【００４８】
図１２において剥離ツール１２２は、図４に示す剥離ツール２２においては昇降動作可能に配設されていたシート押上部材２４を、当接支持面２２ａの中央に固定装着した構成となっており、同様に支持軸部２１に交換自在に装着される。当接支持面１２２ａには、同心配置で複数の吸着孔１２２ｂが設けられており、実施の形態１と同様に真空吸引源１２５を駆動することにより、吸着孔１２２ｂから真空吸引し、当接支持面１２２ａにシート５を吸着保持することが可能となっている。
【００４９】
吸着孔１２２ｂの内側には、装着凹部１２２ｃが設けられている。装着凹部１２２ｃ内には、実施の形態１に示すシート押上部材２４と同様構成のシート押上部材１２４が、上部を当接支持面１２２ａから突出させた状態で装着されている。当接支持面１２２ａにおいて、シート押上部材１２４はチップ下受け範囲内の中央に位置するように配置されている。シート押上部材１２４は以下に説明するように、取出しノズル２０によってチップ６
を取り出すチップ取り出し動作において、シート５の下面に当接してこのシート５を押し上げる可撓性の押上面を備えた押上部として機能する。
【００５０】
すなわちチップ６を取出しノズル２０によって平面状態に保持した状態で、剥離ツール１２２をシート５に対して相対的に上昇させると、シート押上部材１２４の上面側、すなわち当接支持面１２２ａから上方に突出した部分は、シート５によって押圧されて変形する。そしてさらに剥離ツール１２２をシート５に対して押し付けて当接支持面１２２ａがシート５の下面に当接するまでシート押上部材１２４が変形した状態においては、シート押上部材１２４は、上面をシート５の下面に平面状に倣わせて上部が平坦となった状態で当接する。
【００５１】
次いで吸着孔１２２ｂによってシート５を吸着保持した後に、チップ６を保持した取出しノズル２０を上昇させると、以下のようにシート５とチップ６との剥離が行われる。チップ６が取出しノズル２０とともに上昇すると、当接支持面１２２ａに吸着保持されたシート５に対してチップ６を剥離させる力が作用する。このとき、シート５の下面には圧縮変形状態のシート押上部材１２４が当接していることから、取出しノズル２０の上昇に伴ってシート押上部材１２４は元の形状に復帰するように変形し、これにより、シート５はシート押上部材１２４の上面によって押し上げられる。すなわちシート押上部材１２４の上面は、実施の形態２のシート押上部材２４と同様にシート５を押し上げる押上面として機能する。
【００５２】
次に図１３，図１４を参照して、このチップのピックアップ装置を用いたピックアップ方法について説明する。図１３（ａ）において剥離ツール１２２の上方には、当該ピックアップ動作においてピックアップ対象となるチップ６がシート５に貼り付けられた状態で位置している。次いで図１３（ｂ）に示すように、取出しノズル２０を下降させて吸着板２３をチップ６の上面に当接させるとともに、開口部２０ａから真空吸引してチップ６を吸着板２３によって保持する。これにより、チップ６は吸着板２３の下面の保持面２３ｂによって平坦な状態に保持される。
【００５３】
次いで図１３（ｃ）に示すように、剥離ツール１２２を上昇させて当接支持面１２２ａをシート５の下面に当接させるとともに、吸着孔１２２ｂから真空吸引することにより、シート５を当接支持面１２２ａに吸着保持する。このとき、チップ６が平坦な状態に保たれたままシート５がシート押上部材１２４に対して押し付けられることにより、シート押上部材１２４は球体から変形し、上面がシート５の下面に倣って平坦な状態となる。
【００５４】
この後、取出しノズル２０を上昇させてチップ６をシート５から剥離させて取り出すチップ取出し動作が開始される。すなわち図１４（ａ）に示すように、取出しノズル２０をわずかに上昇させた状態では、上に凸の球面状の押上面を有するシート押上部材１２４が元の形状への復帰を開始することにより、シート５はチップ６の外縁側を除く大部分の範囲においてシート押上部材１２４によって押し上げられてチップ６と密着した状態を保ち、外縁側のみにおいてチップ６とシート５との剥離が開始される。
【００５５】
この後取出しノズル２０がさらに上昇すると、チップ６の上昇につれてチップ６とシート５との剥離がチップ６の外縁側から進行し、図１４（ｂ）に示すように、シート５はシート押上部材１２４の押上面の頂部によって押し上げられた部分のみがチップ６の下面に密着した状態となる。そしてこの後、図１４（ｃ）に示すように、取出しノズル２０がさらに上昇すると、保持されたチップ６はシート５から完全に剥離して分離し、チップ６の取り出しが完了する。
【００５６】
次に、上述のピックアップ動作に先立って実行される予備剥離動作について説明する。
この予備剥離動作も、シート５とチップ６との密着度を予め低下させ、シート５からのチップ６の取り出しに際し、チップ６とシート５との剥離を容易にすることを目的として行われるものであり、シート押上部材１２４によってシート５を下面側から突き上げた状態でシート押上部材１２４をシート５に対して水平移動させるものである。
【００５７】
この予備剥離動作において剥離促進機構７をシート５に対して水平移動させる際の予備剥離移動軌跡については、図８に示す例と同様の軌跡を用いることができる。予備剥離動作が開始されると、図１５（ａ）に示すように、まず最初の予備剥離動作起点に対して剥離促進機構７を移動させ、剥離ツール１２２を分割線Ｌの下方に位置させる。次いで図１５（ｂ）に示すように剥離ツール１２２をシート押上部材１２４とともに上昇させることにより、シート押上部材１２４によってシート５を予め設定された所定量Δｈ２だけ突き上げる。このときの所定量Δｈ２は、シート５の平面張力によるシート５の面外変形に対する抗力を考慮したうえで、シート５を屈曲させるのに必要な量に設定される。
【００５８】
これにより、シート５はシート押上部材１２４の上面の曲面形状に沿って屈曲し、実施の形態１に示す例と同様に、この屈曲によりチップ６にはチップ外縁部６ａとシート５との貼着界面を口開きさせるような力が作用する（図９参照）。この後、シート押上部材１２４によってシート５を突き上げた状態でＸＹテーブル２によって剥離促進機構７を水平移動させ、図８（ｂ）に示す予備剥離移動軌跡に沿ってチップ中心点までシート押上部材１２４を移動させる。この予備剥離動作においては、当接支持面１２２ａに設けられた吸着孔１２２ｂから真空吸引することにより、シート５を当接支持面１２２ａに引きつけながら剥離ツール１２２をシート５に対して相対的に水平移動させるようにしてもよい。
【００５９】
そしてシート押上部材１２４がチップ中心点に位置した状態では、図１５（ｃ）に示すように、チップ６の全周が剥離した状態となる。そしてこの後剥離ツール１２２を下降させることにより図１３（ａ）に示す状態となり、外縁部が部分的に剥離してシート５からの剥離が容易となったチップ６を対象として、ピックアップヘッド８によるピックアップ動作が実行される。このピックアップ動作の後、実施の形態１と同様に、チップ６を取り出したピックアップヘッド８が基板保持部１０へ移動して基板１１へのチップ６の搭載動作を実行する。
【００６０】
なお上記実施の形態１，２においては、シート押上部材２４、１２４としてゴムなどの弾性体で製作された球体を用いる例を示したが、シート押上部材２４、１２４の形状・構成はこれに限定されるものではなく、多様な形態のものを用いることができる。例えば、押上面の形状としては球状面に限らず、上に凸の曲面であれば放物曲面や楕円曲面など各種の形状を採用してもよい。またシート押上部材２４の構成としては、内部に空洞部がない中実体のみならず、内部に空洞部を有する中空体を用いることも可能である。
【００６１】
また、上記実施の形態においては、シート押上部材２４、１２４がシート５を押し上げる際の押し上げ力をゴムなどの可撓性の弾性材質が元の形状に復帰しようとする際の復元力を用いるようにしているが、シート押上部材２４として中空体を用い、内部空洞に空気を注入して膨らませる構成を採用するようにしてもよい。これによれば、押上力の大きさや押し上げタイミングを任意に制御することができるという利点がある。
【００６２】
さらに、上記実施の形態においては、剥離促進機構７としてシート押上部材２４のような押上面を備えた押上部によってシート５の下面を押し上げる構成のものを使用し、この剥離促進機構７を用いて予備剥離動作を行わせる構成例を示したが、剥離促進機構７の形態としてはシート押上部材２４によって押し上げる構成には限定されず、他の方式の剥離促進機構を用いる場合においても、本発明を適用して、シートからのチップの剥離を容易にすることを目的とした予備剥離動作を実行させることが可能である。
【００６３】
例えば、剥離促進機構として周知のエジェクタピン機構によってシートの下面側からチップを突き上げる方式を採用する場合において、ピックアップヘッドによってチップを取り出すピックアップ動作を実行していない間に、次回にピックアップ対象となるチップを下方からシートを介して突き上げることによって、予備剥離動作を実行させるようにしてもよい。
【００６４】
また上面に真空吸引溝を有する剥離ツールをシートの下面に当接させ、このシートを真空吸引溝によって下方に吸引することにより、シートとチップとの剥離を促進する構成の剥離促進機構を採用する場合においても、ピックアップヘッドによってチップを取り出すピックアップ動作を実行していない間に、次回にピックアップ対象となるチップの下方に剥離促進機構を位置させてこの範囲のシートを予め真空吸引することにより予備剥離動作を実行させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明のチップのピックアップ装置およびピックアップ方法は、チップを端面側から無理なくシートから剥離させて、チップを高速でダメージを与えることなくピックアップすることができるという効果を有し、薄型のチップをピックアップの対象とするピックアップ装置に対して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１のチップの実装装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１のチップの実装装置における取り出しノズルの部分断面図
【図３】本発明の実施の形態１のチップの実装装置における剥離促進機構の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１のチップの実装装置における剥離促進機構の部分断面図
【図５】本発明の実施の形態１のチップの実装装置における剥離促進機構の平面図
【図６】本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップのピックアップ動作の動作説明図
【図７】本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップのピックアップ動作の動作説明図
【図８】本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図
【図９】本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図
【図１０】本発明の実施の形態１のチップの実装方法における搭載動作と予備剥離動作の動作タイミングの説明図
【図１１】本発明の実施の形態１のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図
【図１２】本発明の実施の形態２のチップの実装装置における剥離促進機構の部分断面図
【図１３】本発明の実施の形態２のチップの実装方法におけるピックアップ動作の動作説明図
【図１４】本発明の実施の形態２のチップの実装方法におけるピックアップ動作の動作説明図
【図１５】本発明の実施の形態２のチップの実装方法におけるチップの予備剥離動作の動作説明図
【符号の説明】
【００６７】
２  ＸＹテーブル（位置合わせ手段）
４  保持テーブル（シート保持部）
５  シート
６  チップ
７  剥離促進機構
８  ピックアップヘッド（搭載機構）
９  移動テーブル（搭載機構）
１０  基板保持テーブル
１１  基板
１５  演算部（剥離動作制御手段）
２０  取出しノズル
２２、１２２  剥離ツール（昇降部）
２２ａ、１２２ａ  当接支持面
２２ｂ、１２２ｂ  吸着孔
２４、１２４  シート押上部材（押上部）
【図１】
2007324157.tif 000003
【図２】
2007324157.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007324157.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2007324157.tif 000013
【図１２】
2007324157.tif 000014
【図１３】
2007324157.tif 000015
【図１４】
2007324157.tif 000016
【図１５】
2007324157.tif 000017